第6章-相平衡(一二元系统).ppt

相相相相平平平平衡衡衡衡：研研研研究究究究体体体体系系系系的的的的平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态如如如如何何何何随随随随温温温温度度度度、压力、组分浓度等变化而改变的规律。压力、组分浓度等变化而改变的规律。压力、组分浓度等变化而改变的规律。压力、组分浓度等变化而改变的规律。在在在在材材材材料料料料制制制制备备备备中中中中，需需需需要要要要研研研研究究究究给给给给定定定定化化化化学学学学成成成成分分分分的的的的材材材材料料料料的的的的显显显显微微微微结结结结构构构构形形形形成成成成。一一一一般般般般从从从从热热热热力力力力学学学学平平平平衡衡衡衡角角角角度度度度来来来来判判判判断系统所趋向的最终状态。断系统所趋向的最终状态。断系统所趋向的最终状态。断系统所趋向的最终状态。相相相相平平平平衡衡衡衡分分分分析析析析，综综综综合合合合考考考考虑虑虑虑了了了了系系系系统统统统中中中中组组组组分分分分间间间间及及及及相相相相间间间间所所所所发发发发生生生生的的的的各各各各种种种种物物物物理理理理的的的的化化化化学学学学的的的的或或或或物物物物理理理理化化化化学学学学的的的的变变变变化化化化，更有普遍意义和实用价值。更有普遍意义和实用价值。更有普遍意义和实用价值。更有普遍意义和实用价值。第六章第六章 相平衡相平衡1.材材材材料料料料科科科科学学学学工工工工作作作作者者者者必必必必需需需需掌掌掌掌握握握握相相相相平平平平衡衡衡衡的的的的基基基基本本本本原原原原理理理理、熟熟熟熟练练练练判判判判读读读读相相相相图图图图。因因因因为为为为相相相相图图图图能能能能帮帮帮帮助助助助我我我我们们们们正正正正确确确确选选选选择择择择配配配配料料料料方方方方案案案案，制制制制订订订订合合合合理理理理工工工工艺艺艺艺制制制制度度度度，科科科科学学学学分分分分析析析析生生生生产产产产过过过过程程程程中产生质量问题的原因，中产生质量问题的原因，中产生质量问题的原因，中产生质量问题的原因，指导指导指导指导新材料的研新材料的研新材料的研新材料的研发。发。发。发。第一节第一节 无机材料系统相平衡特点无机材料系统相平衡特点 无无无无机机机机材材材材料料料料材材材材料料料料一一一一般般般般是是是是固固固固体体体体材材材材料料料料，是是是是典典典典型型型型的的的的凝凝凝凝聚聚聚聚态态态态系系系系统统统统，它它它它的的的的相相相相平平平平衡衡衡衡与与与与以以以以气气气气、液液液液相相相相为为为为主主主主的的的的平平平平衡衡衡衡体系相比，有自己的特殊性。体系相比，有自己的特殊性。体系相比，有自己的特殊性。体系相比，有自己的特殊性。2.一、热力学平衡态与非平衡态一、热力学平衡态与非平衡态 相相相相图图图图：平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态物物物物相相相相关关关关系系系系图图图图。相相相相图图图图上上上上每每每每一一一一点点点点所所所所表示的体系状态是一种热力学平衡态。表示的体系状态是一种热力学平衡态。表示的体系状态是一种热力学平衡态。表示的体系状态是一种热力学平衡态。体体体体系系系系在在在在一一一一定定定定热热热热力力力力学学学学条条条条件件件件下下下下从从从从非非非非平平平平衡衡衡衡态态态态变变变变化化化化到到到到平平平平衡态，需要相间进行物质传递衡态，需要相间进行物质传递衡态，需要相间进行物质传递衡态，需要相间进行物质传递(需要时间需要时间需要时间需要时间)。从从从从0000的的的的水水水水中中中中结结结结晶晶晶晶出出出出冰冰冰冰，比比比比高高高高温温温温SiOSiOSiOSiO2 2 2 2熔熔熔熔体体体体中中中中结结结结晶晶晶晶出出出出方方方方石石石石英英英英快快快快得得得得多多多多，这这这这种种种种快快快快慢慢慢慢与与与与相相相相变变变变过过过过程程程程中中中中动动动动力力力力学学学学因素有关，但动力学因素在相图中得不到反映。因素有关，但动力学因素在相图中得不到反映。因素有关，但动力学因素在相图中得不到反映。因素有关，但动力学因素在相图中得不到反映。相相相相图图图图仅仅仅仅指指指指出出出出在在在在一一一一定定定定热热热热力力力力学学学学条条条条件件件件下下下下体体体体系系系系所所所所处处处处的的的的平平平平衡态而不管达到这个平衡态所需要的时间。衡态而不管达到这个平衡态所需要的时间。衡态而不管达到这个平衡态所需要的时间。衡态而不管达到这个平衡态所需要的时间。3.无无无无机机机机材材材材料料料料的的的的化化化化学学学学质质质质点点点点受受受受近近近近邻邻邻邻粒粒粒粒子子子子的的的的强强强强烈烈烈烈束束束束缚缚缚缚而而而而使使使使其其其其活活活活动动动动能能能能力力力力非非非非常常常常小小小小，即即即即使使使使处处处处于于于于高高高高温温温温熔熔熔熔融融融融状状状状态态态态，因粘度大，扩散能力也有限。因粘度大，扩散能力也有限。因粘度大，扩散能力也有限。因粘度大，扩散能力也有限。无无无无机机机机材材材材料料料料体体体体系系系系的的的的高高高高温温温温物物物物化化化化过过过过程程程程要要要要达达达达到到到到一一一一定定定定条件下的热力学平衡，需要时间较长。条件下的热力学平衡，需要时间较长。条件下的热力学平衡，需要时间较长。条件下的热力学平衡，需要时间较长。工工工工业业业业生生生生产产产产考考考考虑虑虑虑经经经经济济济济核核核核算算算算，生生生生产产产产周周周周期期期期受受受受到到到到限限限限制制制制。故故故故生生生生产产产产过过过过程程程程不不不不一一一一定定定定会会会会达达达达到到到到相相相相图图图图上上上上所所所所指指指指示示示示的的的的平平平平衡状态，衡状态，衡状态，衡状态，但是在总体上具有重要的指导意义。但是在总体上具有重要的指导意义。但是在总体上具有重要的指导意义。但是在总体上具有重要的指导意义。4.热热热热力力力力学学学学非非非非平平平平衡衡衡衡态态态态(介介介介稳稳稳稳态态态态)经经经经常常常常出出出出现现现现在在在在硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐系系系系统中。统中。统中。统中。方方方方石石石石英英英英从从从从高高高高温温温温冷冷冷冷却却却却，只只只只要要要要冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度不不不不是是是是足足足足够够够够慢慢慢慢，因因因因晶晶晶晶型型型型转转转转变变变变困困困困难难难难，不不不不是是是是转转转转变变变变为为为为低低低低温温温温下下下下稳稳稳稳定定定定的的的的 -鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英，-石石石石英和英和英和英和 -石英，而是转变为石英，而是转变为石英，而是转变为石英，而是转变为介稳态的介稳态的介稳态的介稳态的 -方石英方石英方石英方石英。-鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英冷冷冷冷却却却却时时时时转转转转变变变变为为为为介介介介稳稳稳稳态态态态的的的的 -鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英和和和和 -鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英而不是热力学稳定的而不是热力学稳定的而不是热力学稳定的而不是热力学稳定的 -石英和石英和石英和石英和 -石英。石英。石英。石英。石英石英石英石英鳞石英鳞石英鳞石英鳞石英 方石英方石英方石英方石英 石英石英石英石英鳞石英鳞石英鳞石英鳞石英方石英方石英方石英方石英鳞石英鳞石英鳞石英鳞石英 573573163163117117870870147014701801802702705.相相相相图图图图是是是是以以以以热热热热力力力力学学学学平平平平衡衡衡衡态态态态为为为为依依依依据据据据的的的的，介介介介稳稳稳稳态态态态的的的的出出出出现现现现在在在在利利利利用用用用相相相相图图图图分分分分析析析析问问问问题题题题时时时时要要要要引引引引起起起起注注注注意意意意，常常常常常用虚线表示。常用虚线表示。常用虚线表示。常用虚线表示。介介介介稳稳稳稳态态态态的的的的出出出出现现现现不不不不一一一一定定定定都都都都是是是是不不不不利利利利的的的的，有有有有时时时时还还还还是我们所需要的。是我们所需要的。是我们所需要的。是我们所需要的。例例例例如如如如水水水水泥泥泥泥中中中中的的的的C C C C3 3 3 3S S S S和和和和 -C-C-C-C2 2 2 2S S S S，陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷中中中中的的的的四四四四方方方方氧氧氧氧化化化化锆锆锆锆，硅硅硅硅砖砖砖砖中中中中的的的的鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英及及及及玻玻玻玻璃璃璃璃材材材材料料料料都都都都是是是是有有有有利利利利的的的的介介介介稳稳稳稳态态态态，因因因因它它它它们们们们向向向向稳稳稳稳定定定定态态态态转转转转变变变变速速速速度度度度极极极极缓缓缓缓慢慢慢慢，在实际上可长期存在。在实际上可长期存在。在实际上可长期存在。在实际上可长期存在。6.二、无机材料系统中的组分、相及相律二、无机材料系统中的组分、相及相律吉布斯相律：吉布斯相律：吉布斯相律：吉布斯相律：f=c p+2 f f 自自自自由由由由度度度度数数数数，在在在在一一一一定定定定范范范范围围围围内内内内可可可可任任任任意意意意改改改改变变变变不不不不会会会会引引引引起起起起旧相消失或新相产生的独立变量；旧相消失或新相产生的独立变量；旧相消失或新相产生的独立变量；旧相消失或新相产生的独立变量；c c 独独独独立立立立组组组组分分分分数数数数，即即即即构构构构成成成成平平平平衡衡衡衡体体体体系系系系所所所所有有有有各各各各相相相相组组组组成成成成所所所所需要的最少组分数；需要的最少组分数；需要的最少组分数；需要的最少组分数；p p 相数；相数；相数；相数；2 2 指温度和压力这二个影响系统平衡的外界因素。指温度和压力这二个影响系统平衡的外界因素。指温度和压力这二个影响系统平衡的外界因素。指温度和压力这二个影响系统平衡的外界因素。7.1 1、组组组组分分分分：能能能能够够够够把把把把平平平平衡衡衡衡系系系系统统统统中中中中各各各各相相相相组组组组成成成成表表表表示示示示出出出出来来来来的的的的最最最最小小小小数数数数目目目目的的的的化化化化学学学学纯纯纯纯物物物物质质质质，称称称称为为为为独独独独立立立立组组组组分分分分，系系系系统中独立组分的数目即统中独立组分的数目即统中独立组分的数目即统中独立组分的数目即组分数组分数组分数组分数。无无无无机机机机非非非非金金金金属属属属材材材材料料料料，可可可可以以以以视视视视为为为为各各各各种种种种金金金金属属属属氧氧氧氧化化化化物物物物化化化化合合合合而而而而成成成成，在在在在生生生生产产产产上上上上也也也也经经经经常常常常采采采采用用用用氧氧氧氧化化化化物物物物或或或或高高高高温温温温下下下下能能能能分分分分解解解解成成成成氧氧氧氧化化化化物物物物作作作作为为为为原原原原料料料料。因因因因此此此此，经经经经常常常常采采采采用氧化物作为组分。用氧化物作为组分。用氧化物作为组分。用氧化物作为组分。例例例例如如如如：SiOSiOSiOSiO2 2 2 2一一一一元元元元系系系系统统统统、AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3-SiO-SiO-SiO-SiO2 2 2 2二二二二元元元元系系系系统统统统、CaO-AlCaO-AlCaO-AlCaO-Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3-SiO-SiO-SiO-SiO2 2 2 2三元系统等。三元系统等。三元系统等。三元系统等。8.硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐物物物物质质质质的的的的化化化化学学学学式式式式习习习习惯惯惯惯以以以以氧氧氧氧化化化化物物物物形形形形式式式式表表表表示示示示，如硅酸二钙写成如硅酸二钙写成如硅酸二钙写成如硅酸二钙写成2CaOSiO2CaOSiO2 2(C(C2 2S)S)。要要要要注注注注意意意意的的的的是是是是：2CaOSiO2CaOSiO2 2不不不不是是是是一一一一个个个个二二二二元元元元系系系系统统统统，2CaOSiO2CaOSiO2 2仅仅仅仅表表表表示示示示它它它它是是是是CaOCaOSiOSiO2 2二二二二元元元元系系系系统统统统中中中中二二二二个个个个组组组组分分分分之之之之间间间间所所所所生生生生成成成成的的的的一一一一个个个个化化化化合合合合物物物物，它它它它具具具具有有有有自自自自己己己己独独独独有有有有的的的的化化化化学学学学组组组组成成成成和和和和晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构，具具具具有有有有自自自自己己己己独独独独特特特特的的的的物物物物化化化化性性性性质质质质。若对它单独加以研究，应属一元系统。若对它单独加以研究，应属一元系统。若对它单独加以研究，应属一元系统。若对它单独加以研究，应属一元系统。KK2 2OAlOAl2 2OO3 34SiO4SiO2 2SiOSiO2 2系系系系统统统统是是是是一一一一个个个个二二二二元元元元系系系系统统统统，不是三元系统。不是三元系统。不是三元系统。不是三元系统。9.2 2、相相相相：系系系系统统统统中中中中物物物物理理理理和和和和化化化化学学学学性性性性质质质质相相相相同同同同而而而而且且且且完完完完全全全全均均均均匀匀匀匀的一部分。的一部分。的一部分。的一部分。相相相相与与与与相相相相之之之之间间间间有有有有分分分分界界界界面面面面，可可可可用用用用机机机机械械械械方方方方法法法法把把把把它它它它们们们们分离开。在界面上性质改变是突变的。分离开。在界面上性质改变是突变的。分离开。在界面上性质改变是突变的。分离开。在界面上性质改变是突变的。如如如如：水水水水和和和和水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气共共共共存存存存，其其其其组组组组成成成成虽虽虽虽同同同同为为为为HH2 2OO，但但但但具有完全不同的物理性质，是两个相。具有完全不同的物理性质，是两个相。具有完全不同的物理性质，是两个相。具有完全不同的物理性质，是两个相。一一一一个个个个相相相相必必必必须须须须在在在在物物物物理理理理和和和和化化化化学学学学性性性性质质质质上上上上是是是是均均均均匀匀匀匀的的的的，但但但但不不不不一一一一定定定定只只只只含含含含一一一一种种种种物物物物质质质质。如如如如：乙乙乙乙醇醇醇醇和和和和水水水水混混混混合合合合形形形形成成成成的的的的溶溶溶溶液。但液。但液。但液。但水和油水和油水和油水和油是二相系统。是二相系统。是二相系统。是二相系统。10.(1)(1)形形形形成成成成机机机机械械械械混混混混合合合合物物物物：几几几几种种种种物物物物质质质质形形形形成成成成机机机机械械械械混混混混合合合合物物物物，不不不不管管管管其其其其粉粉粉粉磨磨磨磨多多多多细细细细不不不不能能能能视视视视为为为为单单单单相相相相，有有有有几几几几种种种种物物物物质质质质就几个相。就几个相。就几个相。就几个相。(2)(2)生生生生成成成成化化化化合合合合物物物物：组组组组分分分分间间间间每每每每生生生生成成成成一一一一个个个个新新新新的的的的化化化化合合合合物，即形成一种新相。物，即形成一种新相。物，即形成一种新相。物，即形成一种新相。(3)(3)形形形形成成成成固固固固溶溶溶溶体体体体：固固固固溶溶溶溶体体体体晶晶晶晶格格格格上上上上各各各各组组组组分分分分化化化化学学学学质质质质点点点点是是是是随随随随机机机机均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布的的的的，几几几几个个个个组组组组分分分分间间间间形形形形成成成成的的的的固固固固溶溶溶溶体体体体算一个相。算一个相。算一个相。算一个相。无机材料系统相平衡中经常遇到的各种情况：无机材料系统相平衡中经常遇到的各种情况：11.(4)(4)同同同同质质质质多多多多晶晶晶晶现现现现象象象象：同同同同一一一一物物物物质质质质不不不不同同同同晶晶晶晶型型型型(变变变变体体体体)虽虽虽虽具具具具相相相相同同同同化化化化学学学学组组组组成成成成，但但但但其其其其晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构和和和和物物物物理理理理性性性性质质质质不不不不同同同同，分分分分别别别别各自成相。有几种变体就有几个相。各自成相。有几种变体就有几个相。各自成相。有几种变体就有几个相。各自成相。有几种变体就有几个相。(5)(5)硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐高高高高温温温温熔熔熔熔体体体体：组组组组分分分分在在在在高高高高温温温温下下下下熔熔熔熔融融融融所所所所形形形形成成成成熔熔熔熔体为单相。若液相发生分层，则熔体中有二个相。体为单相。若液相发生分层，则熔体中有二个相。体为单相。若液相发生分层，则熔体中有二个相。体为单相。若液相发生分层，则熔体中有二个相。(6)(6)介介介介稳稳稳稳变变变变体体体体：介介介介稳稳稳稳变变变变体体体体是是是是一一一一种种种种热热热热力力力力学学学学非非非非平平平平衡衡衡衡态态态态，一一一一般般般般不不不不出出出出现现现现在在在在相相相相图图图图中中中中。但但但但是是是是稳稳稳稳变变变变体体体体经经经经常常常常出出出出现现现现，为为为为应应应应用用用用方方方方便便便便，在在在在某某某某些些些些一一一一元元元元、二二二二元元元元系系系系统统统统中中中中，也也也也将将将将介介介介稳稳稳稳变变变变体体体体及及及及介介介介稳平衡界线标示于相图上，用虚线表示稳平衡界线标示于相图上，用虚线表示稳平衡界线标示于相图上，用虚线表示稳平衡界线标示于相图上，用虚线表示。12.3 3、无机材料系统中的相律、无机材料系统中的相律凝聚系统：不含气相或气相可忽略的系统。凝聚系统：不含气相或气相可忽略的系统。凝聚系统：不含气相或气相可忽略的系统。凝聚系统：不含气相或气相可忽略的系统。影影影影响响响响凝凝凝凝集集集集系系系系统统统统平平平平衡衡衡衡的的的的两两两两个个个个外外外外界界界界因因因因素素素素为为为为温温温温度度度度和和和和压压压压力力力力。对对对对凝凝凝凝聚聚聚聚系系系系统统统统，压压压压力力力力因因因因素素素素可可可可忽忽忽忽略略略略，且且且且通通通通常常常常是是是是在常压下研究体系和应用相图。在常压下研究体系和应用相图。在常压下研究体系和应用相图。在常压下研究体系和应用相图。对对对对一一一一元元元元凝凝凝凝聚聚聚聚系系系系统统统统，为为为为了了了了能能能能充充充充分分分分反反反反映映映映纯纯纯纯物物物物质质质质的的的的各各各各种种种种聚聚聚聚集集集集状状状状态态态态(包包包包括括括括超超超超低低低低压压压压的的的的气气气气相相相相和和和和超超超超高高高高压压压压的的的的新新新新晶晶晶晶相相相相)，不把压力恒定，而取为变量不把压力恒定，而取为变量不把压力恒定，而取为变量不把压力恒定，而取为变量。13.只只只只有有有有一一一一种种种种组组组组分分分分，不不不不存存存存在在在在浓浓浓浓度度度度问问问问题题题题，影影影影响响响响系系系系统统统统的的的的平平平平衡衡衡衡因因因因素素素素只只只只有有有有T T和和和和P P。单单单单元元元元系系系系统统统统相相相相图图图图是是是是以以以以温温温温度度度度和和和和压压压压力力力力二个坐标来表示。单元系统中二个坐标来表示。单元系统中二个坐标来表示。单元系统中二个坐标来表示。单元系统中c c=1=1，其相律：，其相律：，其相律：，其相律：f =c p+2=3-p 系系系系统统统统中中中中相相相相数数数数不不不不可可可可能能能能少少少少于于于于一一一一个个个个，故故故故单单单单元元元元系系系系统统统统最最最最大大大大自自自自由由由由度度度度为为为为2 2 2 2，即即即即温温温温度度度度和和和和压压压压力力力力；自自自自由由由由度度度度最最最最少少少少为为为为0 0 0 0，平平平平衡中共存的相数最多为衡中共存的相数最多为衡中共存的相数最多为衡中共存的相数最多为3 3 3 3个。个。个。个。第二节第二节 单元系统单元系统14.单单元元系系统统的的平平衡衡状状态态取取决决于于温温度度和和压压力力，这这二二个个变变量量确确定定了了，系系统统中中平平衡衡共共存存的的相相数及各相的形态，便可根据相图确定。数及各相的形态，便可根据相图确定。相相图图上上任任意意一一点点都都表表示示系系统统的的一一定定平平衡衡状态，即状态，即“状态点状态点”。15.一、水型物质与硫型物质一、水型物质与硫型物质 水水水水的的的的相相相相图图图图：被被被被三三三三条条条条曲曲曲曲线线线线划划划划分分分分为为为为三三三三个个个个相相相相区区区区cobcobcobcob、coa coa coa coa 及及及及boaboaboaboa，分别代表，分别代表，分别代表，分别代表冰冰冰冰、水水水水、汽汽汽汽的的的的单相区单相区单相区单相区。三个单相区三个单相区三个单相区三个单相区三条界线三条界线三条界线三条界线一个点一个点一个点一个点16.冰冰冰冰熔熔熔熔化化化化成成成成水水水水时时时时吸吸吸吸热热热热 H H H H 0000，体体体体积积积积收收收收缩缩缩缩 V0V0V0V0，故造成：，故造成：，故造成：，故造成：dp/dT dp/dT dp/dT dp/dT 0 0 0 0。水水水水的的的的相相相相图图图图中中中中，冰冰冰冰的的的的熔熔熔熔点点点点曲曲曲曲线线线线ococ的的的的斜斜斜斜率率率率为为为为负负负负值值值值，即即即即压压压压力力力力增增增增大大大大，冰冰冰冰的的的的熔熔熔熔点点点点下下下下降降降降。冰冰冰冰熔熔熔熔化化化化成水时体积会收缩。成水时体积会收缩。成水时体积会收缩。成水时体积会收缩。相变曲线的斜率相变曲线的斜率相变曲线的斜率相变曲线的斜率可据可据可据可据克劳修斯克拉普隆克劳修斯克拉普隆克劳修斯克拉普隆克劳修斯克拉普隆方程计算：方程计算：方程计算：方程计算：17.与与与与水水水水的的的的行行行行为为为为类类类类似似似似，熔熔熔熔融融融融时时时时体体体体积积积积收收收收缩缩缩缩的的的的物物物物质质质质称称称称为为为为水水水水型型型型物物物物质质质质。铋铋铋铋、镓镓镓镓、锗锗锗锗、三三三三氯氯氯氯化化化化铁铁铁铁等等等等属属属属水水水水型型型型物质。物质。物质。物质。大大大大多多多多数数数数物物物物质质质质熔熔熔熔融融融融时时时时体体体体积积积积膨膨膨膨胀胀胀胀，例例例例如如如如，硫硫硫硫、硅硅硅硅、二二二二氧氧氧氧化化化化硅硅硅硅、铜铜铜铜、铁铁铁铁、等等等等等等等等，相相相相图图图图上上上上熔熔熔熔点点点点曲曲曲曲线线线线的的的的斜斜斜斜率率率率为为为为正正正正值值值值。压压压压力力力力增增增增大大大大，熔熔熔熔点点点点升升升升高高高高，这这这这类类类类物物物物质质质质称为称为称为称为硫型物质硫型物质硫型物质硫型物质。怎样理解溜冰？怎样理解高压锅煮饭时间短？18.实实实实线线线线把把把把相相相相图图图图划划划划分分分分为为为为四个单相区：四个单相区：四个单相区：四个单相区：ABFABFABFABF-晶型晶型晶型晶型I I I I；FBCEFBCEFBCEFBCE-晶型晶型晶型晶型II II II II；ECDECDECDECD-液相区；液相区；液相区；液相区；ABCDABCDABCDABCD-气相区。气相区。气相区。气相区。二、具有同质多晶转变的单元系统相图二、具有同质多晶转变的单元系统相图19.虚虚虚虚线线线线表表表表示示示示系系系系统统统统中中中中可可可可能能能能出出出出现现现现的的的的介介介介稳稳稳稳平平平平衡衡衡衡态。态。态。态。FBGHFBGH-过过过过 热热热热 晶晶晶晶 型型型型 I I的介稳单相区，的介稳单相区，的介稳单相区，的介稳单相区，KBFKBF-过冷晶型过冷晶型过冷晶型过冷晶型IIII，HGCEHGCE-过冷熔体，过冷熔体，过冷熔体，过冷熔体，BGCBGC、ABKABK-过过过过 冷冷冷冷蒸气。蒸气。蒸气。蒸气。20.三、三、三、三、SiOSiO2 2系统系统系统系统SiOSiOSiOSiO2 2 2 2在加热或冷却过程中具复杂在加热或冷却过程中具复杂在加热或冷却过程中具复杂在加热或冷却过程中具复杂多晶转变多晶转变多晶转变多晶转变。21.六六六六个个个个单单单单相相相相区区区区：-石石石石英英英英、-石石石石英英英英、-鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英、-方方方方石石石石英英英英、SiOSiOSiOSiO2 2 2 2熔体、熔体、熔体、熔体、SiOSiOSiOSiO2 2 2 2蒸气。蒸气。蒸气。蒸气。-石英石英-石英石英-鳞石英鳞石英-方石英方石英SiO2高高温熔体温熔体SiO2蒸气蒸气22.相相相相图图图图中中中中有有有有介介介介稳稳稳稳晶晶晶晶型型型型转转转转变变变变线线线线、介介介介稳稳稳稳单单单单相相相相区区区区、介介介介稳稳稳稳饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸气气气气压曲线压曲线压曲线压曲线（饱和蒸气压高）（饱和蒸气压高）（饱和蒸气压高）（饱和蒸气压高）、介稳三相点。、介稳三相点。、介稳三相点。、介稳三相点。石石石石英英英英、鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英、方方方方石石石石英英英英之之之之间间间间晶晶晶晶型型型型为为为为一一一一级级级级变变变变体体体体间间间间的的的的转转转转变变变变（结结结结构构构构变变变变化化化化大大大大，速速速速度度度度慢慢慢慢）；、型型型型之之之之间间间间转转转转变变变变称称称称为为为为二二二二级级级级变变变变体间的转变体间的转变体间的转变体间的转变（结构变化小，速度快）。（结构变化小，速度快）。（结构变化小，速度快）。（结构变化小，速度快）。23.石石石石英英英英是是是是硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐工工工工业业业业上上上上广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用的的的的一一一一种种种种原原原原料料料料。所所所所以以以以SiOSiOSiOSiO2 2 2 2相图在生产和科学研究中有重要价值。相图在生产和科学研究中有重要价值。相图在生产和科学研究中有重要价值。相图在生产和科学研究中有重要价值。例例例例如如如如，硅硅硅硅砖砖砖砖是是是是用用用用天天天天然然然然石石石石英英英英（-石石石石英英英英）作作作作原原原原料料料料经经经经高高高高温温温温烧烧烧烧结结结结而而而而成成成成。因因因因出出出出现现现现介介介介稳稳稳稳态态态态，石石石石英英英英在在在在高高高高温温温温过过过过程程程程中中中中会会会会发发发发生生生生复复复复杂杂杂杂的的的的晶型转变晶型转变晶型转变晶型转变。-石石石石英英英英加加加加热热热热至至至至573573573573很很很很快快快快转转转转变变变变为为为为 -石石石石英英英英，当当当当 -石石石石英英英英加加加加热热热热到到到到870870870870时时时时并并并并不不不不是是是是按按按按相相相相图图图图指指指指示示示示的的的的那那那那样样样样转转转转变变变变为为为为鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英，而而而而往往往往往往往往过过过过热热热热到到到到1200-13501200-13501200-13501200-1350 C C C C时时时时，直直直直接接接接转转转转变变变变为为为为介介介介稳稳稳稳的的的的 -方方方方石石石石英英英英。这这这这种种种种过过过过程程程程是是是是生生生生产产产产上上上上所所所所不不不不希希希希望望望望的的的的。希希希希望望望望的的的的是是是是硅硅硅硅砖砖砖砖制制制制品品品品中中中中鳞石英含量越多越好，方石英含量越少越好。鳞石英含量越多越好，方石英含量越少越好。鳞石英含量越多越好，方石英含量越少越好。鳞石英含量越多越好，方石英含量越少越好。24.石石石石英英英英、鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英、方方方方石石石石英英英英三三三三种种种种变变变变体体体体的的的的高高高高低低低低温温温温型型型型转转转转变变变变中中中中(、二二二二级级级级变变变变体体体体之之之之间间间间的的的的转转转转变变变变)，方方方方石石石石英英英英体体体体积积积积变变变变化化化化最最最最大大大大(2.8%)(2.8%)(2.8%)(2.8%)，石石石石英英英英次次次次之之之之(0.82%)(0.82%)(0.82%)(0.82%)，鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英最最最最小小小小 (0.2%)(0.2%)(0.2%)(0.2%)(表表表表6-1)6-1)6-1)6-1)。若若若若制制制制品品品品中中中中方方方方石石石石英英英英含含含含量量量量高高高高，在在在在冷冷冷冷却却却却到到到到低低低低温温温温时时时时因因因因 -方方方方石石石石英英英英转转转转变变变变成成成成 -方方方方石石石石英英英英会会会会伴伴伴伴随随随随较较较较大大大大体体体体积积积积收收收收缩缩缩缩难难难难获得致密硅砖。获得致密硅砖。获得致密硅砖。获得致密硅砖。鳞石英与鳞石英与 石英的体积变化为石英的体积变化为1616，为什么不考虑呢？为什么不考虑呢？25.生生生生产产产产上上上上一一一一般般般般加加加加入入入入少少少少量量量量FeOFeOFeOFeO和和和和CaOCaOCaOCaO作作作作矿矿矿矿化化化化剂剂剂剂。氧氧氧氧化化化化物物物物在在在在1000100010001000 CCCC可可可可产产产产生生生生一一一一定定定定液液液液相相相相，-石石石石英英英英和和和和 -方方方方石石石石英英英英在在在在此此此此液液液液相相相相中中中中溶溶溶溶解解解解度度度度大大大大，-鳞鳞鳞鳞石石石石英英英英在在在在其其其其中中中中溶溶溶溶解解解解度度度度小小小小。-石石石石英英英英和和和和 -方方方方石石石石英不断溶入液相，英不断溶入液相，英不断溶入液相，英不断溶入液相，-鳞石英不断从液相中析出。鳞石英不断从液相中析出。鳞石英不断从液相中析出。鳞石英不断从液相中析出。虽虽虽虽在在在在硅硅硅硅砖砖砖砖生生生生产产产产中中中中加加加加入入入入矿矿矿矿化化化化剂剂剂剂创创创创造造造造了了了了有有有有利利利利动动动动力力力力学学学学条条条条件件件件，促促促促成大部分介稳成大部分介稳成大部分介稳成大部分介稳 -方石英变成方石英变成方石英变成方石英变成 -鳞石英。鳞石英。鳞石英。鳞石英。但但但但事事事事实实实实上上上上最最最最后后后后必必必必定定定定还还还还会会会会有有有有一一一一部部部部分分分分未未未未转转转转变变变变的的的的方方方方石石石石英英英英残残残残留留留留于于于于制制制制品品品品中中中中。在在在在使使使使用用用用硅硅硅硅砖砖砖砖时时时时，要要要要据据据据SiOSiOSiOSiO2 2 2 2相相相相图图图图制制制制订订订订合合合合理理理理升升升升温温温温制制制制度，以防止方石英发生多晶转变时将窑炉砌砖炸裂。度，以防止方石英发生多晶转变时将窑炉砌砖炸裂。度，以防止方石英发生多晶转变时将窑炉砌砖炸裂。度，以防止方石英发生多晶转变时将窑炉砌砖炸裂。26.四、四、ZrO2系统系统四方四方单斜单斜立立方方ZrO2蒸汽蒸汽27.单单单单 斜斜斜斜 ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2加加加加 热热热热 到到到到1200120012001200时时时时快快快快速速速速转转转转变变变变为为为为四四四四方方方方ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2，并并并并伴伴伴伴随随随随7 7 7 79%9%9%9%体积收缩。体积收缩。体积收缩。体积收缩。冷冷冷冷却却却却过过过过程程程程中中中中，四四四四方方方方 ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2往往往往 往往往往 不不不不 在在在在1200120012001200转转转转 变变变变 成成成成 单单单单 斜斜斜斜ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2，而而而而在在在在1000100010001000左左左左右右右右由由由由介介介介稳稳稳稳四四四四方方方方ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2转转转转变成稳定变成稳定变成稳定变成稳定单斜单斜单斜单斜ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2。28.ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2是是是是特特特特种种种种陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷的重要原料。的重要原料。的重要原料。的重要原料。单单单单斜斜斜斜型型型型与与与与四四四四方方方方型型型型之之之之间间间间的的的的晶晶晶晶型型型型转转转转变变变变伴伴伴伴有有有有显显显显著著著著体体体体积积积积变变变变化化化化，造造造造成成成成ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2制制制制品品品品在在在在烧烧烧烧成成成成过过过过程程程程中中中中容容容容易易易易开开开开裂裂裂裂，生生生生产产产产上需采取稳定措施。上需采取稳定措施。上需采取稳定措施。上需采取稳定措施。29.通通通通常常常常中中中中加加加加入入入入适适适适量量量量CaOCaOCaOCaO或或或或Y Y Y Y2 2 2 2O OO O3 3 3 3。在在在在1500150015001500以以以以上上上上四四四四方方方方ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2可可可可以以以以与与与与这这这这些些些些稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂形形形形成成成成立立立立方方方方晶晶晶晶型的固溶体。型的固溶体。型的固溶体。型的固溶体。在在在在冷冷冷冷却却却却过过过过程程程程中中中中，这这这这种种种种固固固固溶溶溶溶体体体体不不不不会会会会发发发发生生生生晶晶晶晶型型型型转转转转变变变变，没没没没有有有有体体体体积积积积效效效效应应应应，因因因因而而而而可可可可以以以以避避避避免免免免ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2制制制制品品品品的的的的开开开开裂裂裂裂。这这这这种种种种经经经经稳稳稳稳定定定定处处处处理理理理的的的的ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2称称称称为为为为稳稳稳稳定定定定化立方化立方化立方化立方ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2。30.1.1.ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2的的的的熔熔熔熔点点点点很很很很高高高高(2680)(2680)(2680)(2680)是是是是一一一一种种种种优优优优良良良良的的的的耐耐耐耐火材料火材料火材料火材料。2.2.氧氧氧氧化化化化锆锆锆锆又又又又是是是是一一一一种种种种高高高高温温温温固固固固体体体体电电电电解解解解质质质质，利利利利用用用用其其其其导导导导氧氧氧氧导导导导电电电电性性性性能能能能，可可可可以以以以制制制制备备备备氧氧氧氧敏敏敏敏传传传传感感感感器器器器元元元元件件件件，以及制备以及制备以及制备以及制备中高温燃料电池中高温燃料电池中高温燃料电池中高温燃料电池。3.3.利利利利用用用用ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2发发发发生生生生晶晶晶晶型型型型转转转转变变变变的的的的体体体体积积积积变变变变化化化化，可可可可对对对对陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料进进进进行行行行相相相相变变变变增增增增韧韧韧韧，制制制制备备备备高高高高性性性性能能能能结结结结构构构构陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷。31.二二二二元元元元系系系系统统统统有有有有二二二二个个个个独独独独立立立立组组组组分分分分，一一一一般般般般不不不不考考考考虑虑虑虑压压压压力力力力对对对对凝聚体系的影响，所以，二元凝聚系统的相律：凝聚体系的影响，所以，二元凝聚系统的相律：凝聚体系的影响，所以，二元凝聚系统的相律：凝聚体系的影响，所以，二元凝聚系统的相律：f=c-p+1=3-p 二二二二元元元元凝凝凝凝聚聚聚聚系系系系统统统统相相相相图图图图以以以以温温温温度度度度为为为为纵纵纵纵坐坐坐坐标标标标，系系系系统统统统中中中中任任任任一组分一组分一组分一组分浓度为横坐标浓度为横坐标浓度为横坐标浓度为横坐标表示。表示。表示。表示。第三节第三节 二元系统二元系统32.1.1.具有一个低共熔点的二元系统相图；具有一个低共熔点的二元系统相图；具有一个低共熔点的二元系统相图；具有一个低共熔点的二元系统相图；2.2.生生生生成成成成化化化化合合合合物物物物(一一一一致致致致熔熔熔熔融融融融和和和和不不不不一一一一致致致致熔熔熔熔融融融融)的的的的二二二二元元元元系统相图；系统相图；系统相图；系统相图；3.3.具有多晶转变的二元系统相图；具有多晶转变的二元系统相图；具有多晶转变的二元系统相图；具有多晶转变的二元系统相图；4.4.形成固溶体形成固溶体形成固溶体形成固溶体(连续和有限连续和有限连续和有限连续和有限)的二元系统相图；的二元系统相图；的二元系统相图；的二元系统相图；5.5.具有液相分层的二元系统相图。具有液相分层的二元系统相图。具有液相分层的二元系统相图。具有液相分层的二元系统相图。依系统中依系统中依系统中依系统中二组分之间相互作用不同，二组分之间相互作用不同，